自然第3冊 20260721-04 錯題解析

題目

在龍門興建的第四座核能發電廠之存廢議題，爭論已久。阿正上網查詢核能發電的相關資料，有一張圖如右圖所示：一個中子撞擊 ²³⁵₉₂U（鈾-235）後，分裂出甲、乙兩種原子，同時射出 3 個中子。則圖中甲、乙的質量數總和為何？

(A) 232
(B) 233　←　正確答案
(C) 234
(D) 235　←　我選的

我的答案：(D) 235直接抄鈾的質量數，沒算進出的中子

正確答案：(B) 233235 ＋ 1 − 3 ＝ 233

錯在哪裡

關鍵錯誤：沒有把「撞進來的 1 個中子」和「射出去的 3 個中子」算進去。
你直接把鈾的 235 當成答案，等於假設「鈾自己裂成兩半，什麼都沒進出」。但圖上畫得很清楚：左邊有 1 個中子撞進去，右邊有 3 個中子飛出來。

核反應遵守質量數守恆——反應前後，左上角的數字總和必須相等：反應前：235（鈾）＋ 1（撞進來的中子）＝ 236 反應後：甲＋乙＋ 3（飛出去的中子）＝ 236 →　甲＋乙＝ 236 − 3 ＝ 233 中子的質量數是 1，每一顆都要算。

圖上的每一個箭頭都是資訊。那 3 個標著「中子」的小球不是裝飾，正是這題唯一的計算重點（也是核能連鎖反應能持續下去的原因）。

正確解法

Step 1　把反應寫成算式

中子 (1)＋ U-235 (235)→ 甲＋乙＋ 3 個中子 (3)

Step 2　套用質量數守恆（左上角總和相等）
1 ＋ 235 ＝甲＋乙＋ 3 236 ＝甲＋乙＋ 3 甲＋乙＝ 233 答案 (B)。

Step 3　順便驗算原子序（左下角也要守恆）
中子不帶電（原子序 0），所以： 0 ＋ 92 ＝甲＋乙的原子序＋ 0　→　甲、乙的原子序總和＝ 92 質子一個都沒少，全部分配到甲和乙身上。 這也是為什麼核分裂會產生「別的元素」——92 個質子被拆成兩堆，例如常見的產物是鋇（56）與氪（36），56 ＋ 36 ＝ 92 ✓

Step 4　用選項反推，看出陷阱在哪

選項	怎麼算出來的	錯在哪
(A) 232	235 − 3	記得減中子，忘了加撞進來的那一個
(B) 233	235 ＋ 1 − 3	正確
(C) 234	235 ＋ 2 − 3 或數錯中子數	中子數目數錯
(D) 235	直接抄鈾的質量數	完全沒算進出的中子

四個選項只差在「中子怎麼加減」——這題百分之百在考中子。

要記住的觀念

核反應的兩大守恆（所有核反應題都用這兩條）： ① 質量數守恆：左上角總和，反應前＝反應後 ② 原子序守恆：左下角總和，反應前＝反應後 把反應前後的東西全部列出來，一個都不能漏。
中子的表示法：¹₀n——質量數 1、原子序 0。所以中子會影響質量數，不影響原子序。（這也是前一題「人造合成元素」中，中子飛走不改變原子序的原因。）
核分裂會射出 2～3 個中子，這些中子再去撞其他鈾原子 → 連鎖反應。 核能發電就是靠控制這個連鎖反應的速度（用控制棒吸收多餘中子）。圖上那 3 個中子既是計算重點，也是核能的原理所在。
圖上的每個箭頭與標示都要用到。 這已經是本錯題本多次出現的教訓——算完檢查：圖裡有沒有哪個東西沒進到我的算式？ 本題就是那 3 個中子。
核分裂 vs 核融合： 分裂＝大原子核裂成小的（核電廠、原子彈，燃料是鈾）；融合＝小原子核合成大的（太陽發光、氫彈，燃料是氫的同位素氘與氚）。 兩者都遵守上面那兩條守恆。

類題自我檢測

某核反應為：²³⁵₉₂U ＋ ¹₀n → ¹⁴¹₅₆Ba ＋ X ＋ 3 ¹₀n。則 X 的質量數與原子序分別為何？
(A) 92、36　(B) 92、38　(C) 95、36　(D) 95、38

看解答

(A) 質量數 92、原子序 36（這是氪 Kr）。
質量數：235 ＋ 1 ＝ 141 ＋ X ＋ 3 → X ＝ 236 − 144 ＝ 92
原子序：92 ＋ 0 ＝ 56 ＋ X ＋ 0 → X ＝ 36
兩條守恆各用一次，答案就出來了。 注意原子序那條要記得中子的原子序是 0，不要把 3 個中子算進去。

我的原始作答

這題是純粹的「加減法」，卻因為沒有把圖上的中子寫進算式而失分。
建議固定動作：看到核反應圖，先把它「翻譯成一行算式」再開始算，例如寫下「1 ＋ 235 → 甲＋乙＋ 3」。 翻譯的過程會強迫你把圖上每個粒子都數一次，就不會漏掉了。
這和同一天第 01 題（人造合成元素）是同一組觀念—— 建議兩題一起複習，重點都在「數字要放對位置、粒子要數清楚」。

複習標記

看完這一頁順手標一下，紀錄會同步到總覽頁—— 標「有把握」的會被劃掉，標「有疑問」的會被標成琥珀色，可以用「只看有疑問的」單獨叫出來。再按一次同一顆按鈕就取消。紀錄存在這台裝置的瀏覽器裡。

還沒標記